Zaglaviti ovdje na Zemlji, na dnu ove ogromne gravitacijske bušotine je stvarno sranje. Količina energije koja je potrebna za bijeg u crninu natjerala bi čak i kapetana Reynoldsa da proklinje gorramsku oluju.
Ali gravitacija ima smiješan način da izjednači rezultat, dajući i uzimajući u jednakoj mjeri.
Postoje posebna mjesta u Svemiru, gdje se sile gravitacije lijepo usklađuju. Mjesta koja bi pametan i ambiciozan Sunčev sustav koji obuhvaća civilizaciju mogao iskoristiti da se uhvati u koštac s istraživanjem svemira.
Pet Lagrangeovih točaka Sunce-Zemlja. Zasluga: NOAA
One su poznate kao Lagrangeove točke, ili Lagrangeove točke, ili točke libracije, ili samo L-točke. Ime su dobili po francuskom matematičaru Joseph-Louisu Lagrangeu, koji je napisao 'Esej o problemu tri tijela' 1772. On je zapravo proširio matematiku Leonharda Eulera.
Euler je otkrio prve tri Lagrangeove točke, iako nisu nazvane po njemu, a onda je Lagrange otkrio sljedeće dvije.
Ali što su oni?
Kada uzmete u obzir gravitacijsku interakciju između dva masivna objekta, poput Zemlje i Sunca, ili Zemlje i Mjeseca, ili Zvijezde smrti i Alderaana. Zapravo, uzmite ovaj posljednji primjer...
Kao što sam rekao, kada imate dva masivna objekta, njihove se gravitacijske sile savršeno balansiraju na 5 mjesta. Na svakom od ovih 5 mjesta mogli biste postaviti satelit relativno male mase i zadržati njegovu poziciju uz vrlo malo napora.
Sunce-Zemlja Lagrangeove točke. Zasluge: Xander89/Wikimedia Commons
Na primjer, možete parkirati svemirski teleskop ili orbitalnu koloniju i trebat će vam vrlo malo, ili čak nula energije da zadržite njegov položaj.
Najpoznatiji i najočigledniji od njih je L1. Ovo je točka koja je uravnotežena između gravitacijske sile dvaju objekata. Na primjer, možete postaviti satelit malo iznad površine Mjeseca. Zemljina gravitacija ga vuče prema Mjesecu, ali Mjesečeva gravitacija suprotstavlja privlačenje Zemlje, a satelit ne treba trošiti puno goriva da bi održao položaj.
Postoji L1 točka između Zemlje i Mjeseca, i druga točka između Zemlje i Sunca, i druga točka između Sunca i Jupitera, itd. L1 točke postoje posvuda.
L2 se nalazi na istoj liniji kao i masa, ali na suprotnoj strani. Dakle, dobili biste Sunce, Zemlju, L2 točku. U ovom trenutku, vjerojatno se pitate zašto kombinirana gravitacija dva masivna objekta ne povuče samo taj jadni satelit na Zemlju.
Važno je razmišljati o orbitalnim putanjama. Satelit u toj točki L2 bit će u višoj orbiti i očekivalo bi se da zaostaje za Zemljom jer se sporije kreće oko Sunca. Ali gravitacijsko privlačenje Zemlje vuče je naprijed, pomažući joj da ostane u ovom stabilnom položaju.
Animacija koja prikazuje odnos između Lagrangeovih točaka (crveno) planeta (plavo) koji kruži oko zvijezde (žuto) i gravitacijskog potencijala u ravnini koja sadrži orbitu (siva površina s ljubičastim konturama jednakog potencijala). Zasluga: cmglee (CC-SA 3.0)
Poželjet ćete igrati mnogo Kerbal Space Programa kako biste stvarno zamotali glavu oko njega. Nažalost, vaše vrijeme za No Man’s Sky vam uopće ne pomaže, osim što vas uči da su hiperpogoni izrazito izbirljivi i da nikada nećete imati dovoljno prostora za inventar.
L3 se nalazi na izravnoj suprotnoj strani sustava. Opet, sile gravitacije između dviju masa uravnotežuju se tako da treći objekt održava istu orbitalnu brzinu. Na primjer, satelit u točki L3 uvijek bi ostao točno skriven od Sunca.
Čekaj, čekaj, znam da ti trenutno kroz mozak prolazi milijun misli, ali strpi me.
Postoje još dvije točke, točke L4 i L5. Oni se nalaze ispred i iza objekta manje mase u orbiti. Formirate jednakostranični trokut između dvije mase, a treća točka trokuta je točka L4, okrenite trokut naopako i tu je L5.
Sada je važno napomenuti da su prve 3 Lagrangeove točke gravitacijsko nestabilne. Svaki satelit pozicioniran tamo na kraju će se udaljiti od stabilnosti. Stoga im je potrebna neka vrsta potisnika da zadrže ovu poziciju.
Zamislite visoku glatku planinu, s oštrim vrhom. Stavite kuglu na sam vrh i neće vam trebati puno energije da je zadržite na tom mjestu. Ali vjetar će ga na kraju izbaciti s mjesta i spustiti se niz planinu. To su L1, L2 i L3, i zato ne vidimo nikakve prirodne objekte koji se nalaze na tim mjestima.
Ali L4 i L5 su zapravo stabilni. To je suprotna situacija, duboka dolina u koju će kugla za kuglanje pasti. I nalazimo asteroide u prirodnim L4 i L5 pozicijama na većim planetima, poput Jupitera. To su trojanski asteroidi, zarobljeni u ovim prirodnim gravitacijskim bušotinama gravitacijskom interakcijom Jupitera i Sunca.
Umjetnički dijagram Jupitera i nekih trojanskih asteroida u blizini plinovitog diva. Zasluge: NASA/JPL-Caltech
Za što onda možemo koristiti Lagrangeove točke? Postoje sve vrste aplikacija za istraživanje svemira, a već postoji nekoliko satelita u različitim točkama Zemlja-Sunce i Zemlja-Mjesec.
Sunce-Earth L1 je sjajno mjesto za postavljanje solarnog teleskopa, gdje je malo bliže Suncu, ali uvijek može komunicirati s nama na Zemlji.
Svemirski teleskop James Webb namijenjen je Sunce-Zemlja L2, koji se nalazi oko 1,5 milijuna km od Zemlje. Odavde su sjajno Sunce, Zemlja i Mjesec skupljeni na malom mjestu na nebu, ostavljajući ostatak svemira slobodnim za promatranje.
NASA-in teleskop James Webb, prikazan u koncepciji ovog umjetnika, pružit će više informacija o prethodno otkrivenim egzoplanetima. Bit će na Suncu-Zemlji L2.
Earth-Moon L1 je savršeno mjesto za postavljanje lunarne stanice za punjenje goriva, mjesto koje može doći do Zemlje ili Mjeseca uz minimalno gorivo.
Možda je najfantastičnija ideja postaviti ogromne rotirajuće svemirske stanice O'Neill Cylinder na točke L4 i L5. Bili bi savršeno stabilni u orbiti i relativno lako do njih. To bi bila savršena mjesta za početak kolonizacije Sunčevog sustava.
Hvala gravitaciji. Hvala vam na interakciji na sve čudne načine na koje radite i stvaranju ovih stepenica koje možemo koristiti dok posežemo i izlazimo iz našeg planeta kako bismo postali prava civilizacija Sunčevog sustava.
Podcast (audio): preuzimanje datoteka (Trajanje: 7:42 — 2,7 MB)
Pretplatite se: Apple podcasti | RSS
Podcast (video): preuzimanje datoteka (Trajanje: 7:44 — 101,2 MB)
Pretplatite se: Apple podcasti | RSS